Добро пожаловать!

Горячая линия

Добро пожаловать на сайт siemens.guru

Siemens Time-Sensitive Networking

Time-Sensitive Networking (TSN) — набор технологий для улучшения Ethernet, разработка которого ведётся в соответствии со стандартом IEEE 802.1Q. Основное предназначение создаваемых новых стандартов TSN — улучшение сетевого взаимодействия на канальном уровне модели OSI. Поэтому можно говорить о том, что Time-Sensitive Networking выступает вовсе не только в качестве обновленного протокола для применения в промышленной сфере, но и как полноценная базовая технологическая платформа, работать с которой могут протоколы высокого уровня.

Какие преимущества Time-Sensitive Networking вносит в стандарт Ethernet?

Технология Time-Sensitive Networking (TSN) вносит ряд существенных улучшений в Ethernet, делая его более подходящим для решения многих промышленных задач, связанных с обменом данными в режиме реального времени. К основным достоинствам стоит отнести такие особенности:

  • TSN обеспечивает синхронизацию устройств, гарантируя, что передача данных точно соответствует определенным временным параметрам. Это особенно важно при решении задач, когда необходимы координированные действия, например, в промышленной автоматизации.
  • Time-Sensitive Networking уменьшает задержки и потери пакетов данных, тем самым увеличивая надёжность передачи данных, формируя качественную сетевую инфраструктуру.
  • TSN позволяет выделять и приоритизировать сетевую пропускную способность, давая преимущество критически важным потокам данных перед менее чувствительными к времени потоками. Это гарантирует, что критическая информация достигнет места назначения без задержек.
  • Одно из ключевых преимуществ TSN — её совместимость с уже существующими стандартами Ethernet, что обеспечивает плавный переход для предприятий, начинающих внедрять технологию TSN.
  • Стандарты TSN позволяют более эффективно использовать пропускную способность Ethernet, выделяя необходимый объем для всех типов трафика, чтобы избежать вмешательства менее критических данных в более важные потоки.


В какие продукты Siemens внедряет Time-Sensitive Networking?

Компания Siemens внедрила технологию Time-Sensitive Networking (TSN) в свои промышленные сетевые продукты. Прежде всего, речь о системах PROFINET на уровне полевых устройств и OPC UA (спецификация, которая определяет передачу данных в промышленных сетях и взаимодействие устройств в них) на уровне управления. Эти системы используют стандарт Ethernet, основанный на TSN, для обеспечения зарезервированной пропускной способности, механизмов качества обслуживания (QoS), низкой задержки передачи и параллельной передачи множества протоколов, в том числе в режиме реального времени.

Компания Siemens использует OPC UA для вертикальной коммуникации ациклических данных и для коммуникации «контроллер-контроллер», в то время как PROFINET — для циклического и способного к работе в режиме реального времени обмена данными ввода-вывода на полевом уровне. Благодаря возможности совместного использования OPC UA и PROFINET в одной сети, данные от полевого уровня могут передаваться без задержек в системы SCADA, MES и ERP, а также в облако.

Это позволяет Siemens обеспечивать надежное и эффективное межмашинное и вертикальное коммуникационное взаимодействие от полевого уровня до облака, а также повышать функциональную безопасность и пропускную способность сети до 1 гигабита, используя стандартные чипы.

Использование протокола Profinet с OPC UA TSN является основной частью стратегии Siemens по реализации протокола безопасности Profisafe через OPC UA.

Вместе с этим, несмотря на активное продвижение и демонстрацию возможностей TSN эксперты компании Siemens отмечают, что может потребоваться несколько лет для окончательной стандартизации и установления экосистемы TSN.

Если говорить об интеграции TSN в новые продукты, то стоит сказать, что компания Siemens не так давно обновила промышленные Ethernet-коммутаторы серии Scalance XC-/XR-300, внедрив в них Time-Sensitive Networking, а также функциональные возможности на уровне краевых вычислений (edge computing) и бесшовную резервированность для улучшения коммуникации в реальном времени и безопасности. Эти коммутаторы доступны как в компактных моделях, так и в вариантах для монтажа в 19-дюймовые стойки.


Обновленные коммутаторы серии Scalance XCM-300 и Scalance XRM-300 поддерживают технологию TSN и обеспечивают более гибкую и безопасную производственную среду.

Функциональные особенности технологии Time-Sensitive Networking

У TSN от Siemens есть ряд ключевых функциональных особенностей для улучшения работы промышленных коммуникационных сетей:

  • TSN позволяет различным приложениям и оборудованию использовать одну и ту же сеть, при этом гарантируя высокую эффективность работы всей системы в режиме реального времени. Это обеспечивает отличное взаимодействие между разнообразными системами и устройствами в промышленной среде конкретного предприятия.
  • Time-Sensitive Networking уменьшает время задержки при передаче данных в сетевых коммуникациях. Это крайне важно, например, в автоматизированных производственных линиях.
  • Технология обеспечивает стабильность и надежность коммуникаций, необходимых для множества промышленных процессов, где требуется высокая точность и скорость передачи данных без потери пакетов.
  • Увеличение пропускной способности до 1 Гбит/с позволяет передавать большие объемы данных с высокой скоростью, что улучшает эффективность работы сети.
  • Возможна реализация сетей Plug & Work. Простота смены конфигурации во время работы упрощает обслуживание и модернизацию систем, делая их более гибкими и адаптируемыми к изменяющимся условиям.
  • TSN — одна технология для неизохронных и изохронных приложений. Отсутствует необходимость в различных «островках топологии» для неизохронных доменов, что упрощает интеграцию и управление сетями.
  • Повышенная устойчивость к нагрузкам гарантирует надежность сети даже в условиях высоких нагрузок, что особенно важно в промышленной среде.
  • Имеющиеся сейчас приложения PROFINET могут применяться снова, что обеспечивает защиту инвестиций и упрощает интеграцию новых технологий с уже существующими системами.

TSN от Siemens — это серьёзный шаг в развитии промышленных коммуникационных технологий, обеспечивающий высокую производительность, надежность и гибкость для современных промышленных сред.

 
Предыдущая статьяБлоки ввода-вывода Siemens SIMATIC ET 200 Следующая статьяЭлектрические зарядные станции Siemens для электромобилей